JPH01173795A - 磁気シールド用超電導材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は磁気シールド材に係り、特にセラミックス系超
電導物質を用いた磁気シールド用超電導材に関する。

（従来の技術） 各種の電気機器を外部磁界がらの誘導障害がら保護する
ために磁気シールド材が用いられており。

このようなシールド材として、従来金屑板や金属粉末を
混入した塗料等が知られている。しがしながらこのよう
な磁気遮へい材料は電気抵抗を有するため、高周波に対
しては有効であるが、静磁場や変化の遅い磁場の遮へい
ができないばかりか、前者においては重量が増加する上
可撓性が小さいため１機器全体を遮へいするのに困難が
伴ない、一方後者においては強磁場に対して、特に強磁
場の発生源である超電導マグネット等を遮へいするのに
不十分であるという難点を有する。

本出願人は、例えば磁気浮上列車の車室内の磁界強度を
下げることに用いることのできる磁気シールド用超電導
板の製造方法として、化合物系のＮｂ、Ｓｎ超電導材を
用いる方法を先に出願した（特開昭５９−１８０１０９
号、特願昭６０−２５８３７３号）。これらのシールド
材は超電導材を用いているため、その磁気遮へい効果は
大きいが、いずれもＮｂ板とＣｕ板とを積層した圧延材
を用いるため可撓性に乏しく遮へい材として使用するの
に限界を生ずる。

近年セラミックス超電導物質の開発が著しいスピードで
進められており、本年に亘って２３３にや室温以上の臨
界温度を示す物質も報告されている。

このような材料は液体窒素温度や室温で使用し得る可能
性があり、技術的、経済的に極めて有利となる利点を有
するが従来の合金系（Ｎｂ−Ｔｉ合金等）や化合物系（
Ｎｂ、Ｓｎ等）の超電導材料に比較して硬い上、かつ脆
いという欠点を有する。

本発明はこのようなセラミックス系の超電導物質を用い
た磁気シールド材に関するもので上述のＮｂ、Ｓｎを用
いた磁気シールド板の欠点をも克服するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の従来の磁気シールド材の有する難点即ち
■可撓性が小さい、０重量が大きい、■静磁場や変化の
Δい磁場に対して遮へい効率が小さい、■超電導マグネ
ット等の強磁場の遮へいに不十分である等の点をいずれ
も解決するものである。

セラミックス超電導物質を用いた線材の製造方法は現在
迄いくつか公表されているが、このような方法を用いて
面状体を製造する場合（イ）アモルファスのテープを酸
素雰囲気下で加熱処理するか、（ロ）セラミックス粉体
を金属管等に収容し、圧延加工等を施してテープ状に成
形することが考えられる。しかしながら（イ）の方法に
おいては極めて急速な冷却を必要とする上、遮へい材と
して取扱いが困難であり、（ロ）の方法においては成形
後に内部に酸素を供給することが困難なため、超電導特
性が不十分となり易い上、幅広あるいは長尺のシートを
製造することが困難であり、かつ両者共その製造工程が
複雑であるという難点を有する０本発明はこのような難
点をも解決するものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の磁気シールド用超電導材は、可撓性を有するセ
ラミックス面状体の片側または両側に、セラミックス超
電導物質の焼結層および安定化層を順に設けたことを特
徴としている。

本発明における可撓性を有するセラミックス面状体とし
てはセラミックスファイバよりなる織布や不織布、ある
いはセラミックスシートやセラミックスフィルムが好適
する。前者の織布や不織布を形成するセラミックスファ
イバとしては炭化珪素（ＳｉＣ）系のファイバや酸化物
系のファイバを用いることができる。これらのセラミッ
クスファイバは連続長繊維でその平均値径は、例えば１
０〜１３μｍφと極めて小さく、かつ高い耐熱性（１０
００℃以上）と高い引張強さ（２００Ｋｇ／ｍｍ２）を
有しており、例えば チラノ繊維：宇部興産株式会社製ＳｉＣ系ファイバ（Ｓ
　ｉ　−Ｔ　ｉ　−Ｃ−０系）商品名 ニカロン　二日本カーボン株式会社製ＳｉＣ系ファイバ
商品名 サフィル　：英国Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　Ｉｎｄｕｓｔ−−ｒｉｅｓ　ＰＬＣ−ＩＣＩ製ＡＱ、
２０３ファイバ商品名 等の他Ｓｉｎ、系ファイバが知られている。一方後者の
セラミックスシートやセラミックスフィルムは上記の織
布や不織布を成形することにより得られる。

上記のセラミックス面状体の体積固有抵抗は１０’Ωｃ
Ｉ１１以下であることが望ましい。この理由は超電導物
質の温度が臨界温度以上に上昇した際のロスの発生を小
さくし、破壊を防止するためである。

セラミックス面状体の外側に形成される焼結層としては
ＹＢａ２Ｃｕ、Ｏｘ　（ｘ　（１４；ペロブスカイト）
が代表的なもどして上げられるが、勿論これに限定され
るものではなく、これにＦ等の第４元素を添加したもの
や、他のセラミックス超電導物質を用いることもできる
。この焼結層は超電導物質あるいはこの微粉末を分散せ
しめた溶液をセラミックス面状体上に被着せしめた後、
焼結するか、あるいは酸化性雰囲気中での熱処理により
超電導物質を生成する構成物質をセラミックス面状体上
に被着した後、これを焼結することにより形成される。

これらの被着物質の主なものをあげれば、 ■Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ合金溶液 ■Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物、炭酸塩の混合溶液■プラズ
マ放電、蒸着、溶射、スパッタリング等による気相ある
いはイオン ■Ｙ、Ｂａ、Ｃｕをそれぞれ含む脂肪酸、ナフテン酸等
のアルカリ塩以外の金属塩、すなわち金属塩けん ■Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの硝酸塩、蓚酸塩を溶媒に分散せしめ
た混合溶液 ■ＹＢａ２Ｃｕ、Ｏｘの微粉末を溶媒中に分散せしめた
混合溶液 等がある。

この場合、超電導物質そのものを被着する場合以外は、
それぞれの構成物質を所定原子数比で配合することが望
ましい。

上記被着物質の焼結は７００〜１０００℃以上で行なお
れる。この場合酸素気流中や酸素加圧下で加熱すること
が好ましい。

焼結層の外側に形成される安定化層は、例えばＣｕ、Ａ
Ｑ、Ａｇ等やこれらの合金が用いられ、この層はメツキ
や蒸着等により形成される。この安定化層は熱的安定性
（局部的熱応力の緩和）、化学的安定性を向上させる他
、機械的保護や端子付けを容易にする目的で配置される
。

この場合、高温で酸化物を生成しないＡｇ、Ａｕ、ｐｔ
あるいはこれらの合金を安定化材として用いた場合には
、この安定化材を被覆後にセラミックス超電導物質生成
の熱処理を施すことができる。

これらの安定化材は熱処理時に内部のセラミックスと反
応せず、外部からの酸素の供給を適度に制限して急激な
固応による粉末化と燃焼を防止し、ち密な結晶を長時間
かけて生成することができる。

さらに安定化材として導電性セラミックスや導電性高分
子材料が用いられる。前者の導電性セラミックスとして
は、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，ＴａＣ，ＺｒＢ、ＢＮ、Ｚ
ｒＮ等の炭化物、ホウ化物や窒化物があり、一方後者の
導電性高分子材料としてはポリアセチレンやポリピロー
ル等をあげることができる。これらの安定化材はその体
積固有抵抗が１０ｓΩｃＩｎ以下であることが好ましい
。その理由はセラミックス面状体の場合と同様であるが
、特に導電性セラミックスを用いた場合には線材の構成
部材の熱膨張の差を小さくすることができ熱的影響に対
して極めて有利となる。

これらの安定化材の被覆は、超電導物質の被着と同様に
溶融、気相あるいはイオン状態で施すことができる。安
定化層の外側には通常Ｍ、？ｌＸｋ被膜が施させる。こ
の絶縁被覆としては、ＵＶ硬化ウレタン樹脂やＰＶＦエ
ナメル樹脂等の有機絶縁材料や、アルミナやポリボロシ
ロキサン樹脂等の無機絶縁材料を用いることができる。

（作用） 本発明においては、可撓性を有するセラミックス面状体
の片側または両側に、セラミックス超電導物質よりなる
焼結層および安定化層が順に設けられた構成を有するた
め、軽量て可撓性を有する磁気シールド材が得られ、こ
のシールド材は静磁場や強磁場に対しても有効である。

また面状体がセラミックスよりなるため超電導物質との
熱膨張差も小さく密着性に優れている。

（実施例） 第１図に示すように、チラノ繊維（宇部興産株式会社製
５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０系セラミックスファイバ商品名）か
らなる織布（１）の両面に固相反応法により生成したＹ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘの微粉末（２）をプラズマ溶射により
５〜６μｍの厚さに被着せしめた。次いでこの織布を９
５０℃で１８時間加熱後、１０００℃で１時間酸化焼結
した。この焼結層の面外側に１μｍの厚さに銀（３）を
蒸着したシールド材（４）の超電導特性（臨界温度；　
Ｔ　ｃ　）を第２図に示す。この図から明らかなように
Ｔｃ＋８５にであり液体窒素温度（７７Ｋ）で充分磁気
遮へい効果を有する。

［発明の効果］ 以上、本発明の磁気シールド用超電導材は、軽量で可撓
性に優れ、かつ静磁場や変化の遅い磁場あるいは強磁場
に対しても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の磁気シールド材の一実施例を示
す概略断面図、第２図はその超電導特性を示すグラフで
ある。 １・・・・・・・織布 ２・・・・・・・ＹＢａ、Ｃｕ、Ｏｘ被着層３・・・・
・・・銀安定化層 ４・・・・・・・磁気シールド材 代理人　弁理士　　守　谷　−雄

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．可撓性を有するセラミックス面状体の片側または両
   側に、セラミックス超電導物質よりなる焼結層および安
   定化層を順に設けたことを特徴とする磁気シールド用超
   電導材。
2. ２．セラミックス面状体はセラミックスファイバよりな
   る織布あるいは不織布である特許請求の範囲第１項記載
   の磁気シールド用超電導材。
3. ３．セラミックス面状体はセラミックスシートあるいは
   セラミックスフィルムである特許請求の範囲第１項記載
   の磁気シールド用超電導材。
4. ４．セラミックス面状体は炭化珪素系あるいは酸化物系
   セラミックスよりなる特許請求の範囲第１項乃至第３項
   いずれか１項記載の磁気シールド用超電導材。
5. ５．超電導物質はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミックスで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれか１項記載
   の磁気シールド用超電導材。
6. ６．安定化層は、金属あるいは合金よりなる特許請求の
   範囲第１項乃至第５項いずれか１項記載の磁気シールド
   用超電導材。
7. ７．安定化層は、導電性セラミックスあるいは導電性高
   分子材料よりなる特許請求の範囲第１項乃至第５項いず
   れか１項記載の磁気シールド用超電導材。